视频安防监控系统集成方案Word格式文档下载.docx

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系统拓扑结构按照三级架构（中小型监所）或四级架构（大型监所）进行设计，前端高清网络摄像机接入各建筑物设备间，在分控值班室的监视器和客户端实时显示，再通过传输网络接入到分控中心（大型监所）机房和监控指挥中心机房的存储设备（也可放置在各建筑物设备间）中保存，并在分控中心（大型监所）和监控指挥中心的电视墙和客户端上显示。

高清视频监控系统将依托于高质量的视频专网，使高清视频图像在专网上实现图像资源的共享和调用。

视频监控系统拓扑结构如下图所示：

图16视频监控系统拓扑结构示意图

2.1.3点位部署

2.1.3.1监控点重要程度

根据相关标准规范，可根据监所内各区域监控的迫切性不同，将视频监控点按重要程度分为A、B、C三类区域，A类区域必须优先完成，最终实现三类区域的全覆盖。

1）A类为围墙周界、监所大门、生产区大门、会见场所、禁闭室、高戒备监区监舍、管理死角等；

2）B类为罪犯生活区室外道路、生产区道路、公共活动场所、病房、监舍、伙房等；

3）C类为罪犯的习艺场所、狱内医院、超市、教学楼、教育室、图书室、干警值班室等。

2.1.3.2监控点选择原则

监所内监控点位选择原则在结合监控点重要程度的基础上主要从以下几个方面进行考虑：

1）出入口的人员、车辆进出管理的需要；

2）服刑人员流动的实时监控需要；

3）监所干警执勤规范管理的需要；

4）劳动生产区危险工具使用实时监控的需要；

5）生活区服刑人员异常行为实时监控的需要；

6）围墙周界防脱逃实时监控的需要；

7）行政办公区日常安保管理的需要；

8）监所外围栏日常安保管理的需要。

2.1.3.3摄像机选型原则

前端摄像部分的范围大小、好坏及它生成图像信号的质量将影响整个系统的质量，结合监所实际的监控特点，设计在选择摄像机时按照以下原则：

1）监控摄像机全部选用高清网络摄像机，摄像机分辨率为1080P及以上，画面清晰逼真，并带有音频输入接口为实现全天候24小时监控需要，对于光线不足的场合可选用具有红外补光功能的摄像机；

2）对于监舍、禁闭室、谈话室、收押场所、会见场所等室内监控场所，采用半球吸顶安装，为满足监所防暴要求可选用具有防暴功能的高清网络半球摄像机，为满足一个画面实现对整个监舍的全景监控要求可选用具有超广角的高清网络摄像机，并可以对监控场所内的行为进行智能侦测。

对于有明暗交接的室内场所，半球摄像机还需带有宽动态功能；

3）对于卫生间、淋浴室、厨房等场所，选用的摄像机应具备防水功能，可采用带有防水功能的高清网络枪机；

4）对于楼梯、走道、马路等场所，考虑到这些场所较狭长的特点，可选用高清网络枪机，并要求高清网络枪机支持走廊模式；

5）对于电梯等场所可选用电梯专用摄像机，并应具有“体型小、监控范围广”的特点；

6）对于需要大范围监控的场所，可选用内置云台的球型摄像机，以快速定位或追踪可疑目标，支持三维智能定位功能，预置位≧250个，巡航扫描≧8条，花样扫描≧4条；

7）对于雾气较大的监所，室外摄像机应选用带有透雾功能的摄像机，以达到清晰监控目标场所的目的；

8）对于需要全景监控的场所，可选用180°

/360°

全景摄像机，实现全景监控。

9）对于需要立体监控巡视的场景，可选用无人机，达到对监控场景的高空巡视。

10）对于罪犯脱逃追捕的场景，可选用无人机对进行立体式搜查。

2.1.3.4监控点部署设计

根据上述选择原则，并秉着监控“全覆盖、无盲区”的原则，监所主要监控点位部署设计如下：

1）监舍：

每个监舍规划设计安装一台高清全景智能半球，在靠墙端吸顶安装，并配套安装监听头。

2）禁闭室：

每个禁闭室规划设计安装一台高清全景智能半球，并安装一个拾音器；

带有放风场所的禁闭室，另在放风场对角安装两台高清红外防水枪机。

3）卫生间：

每个卫生间规划设计安装两台高清红外防水超宽动态枪机，对角安装。

4）盥洗室：

每个盥洗室规划设计安装两台高清红外防水超宽动态枪机，对角安装，并可根据需要安装一个监听头。

5）管理通道：

每条管理通道对向安装两台带走廊模式的高清红外枪机，实现通道监控无盲区，并在通道门外对应安装一台高清红外防暴半球，实现外出人员的联动监控。

6）劳动场所：

采用高清红外枪机和高清网络球机相结合的方式实现劳动场所的无盲区监控，具体数量需根据劳动场所的实际面积而定，一般，每个墙角处安装一台高清红外枪机，中央安装1台高清网络球机。

7）会见场所：

采用高清红外半球和高清网络球机相结合的方式实现会见场所的无盲区监控，可通过高清网络球机查看会见人员的脸部细微动作，便于了解和分析会见罪犯心理状况，以便开展教育。

8）公共区域：

对于监管区内的公共区域主要通过采用高清网络枪机进行监控，雾霾较多的监所可选用智能透雾摄像机，而对于监舍庭院等大范围区域可采用高清红外球机进行全方位监控。

9）周界围墙：

设计在高围墙内侧安装高清网络智能分析枪机，并配合辅助光源以“首尾相连”的方式进行安装部署，前后摄像机距离相隔50-100米，并在岗楼等制高点处安装高清红外智能跟踪球机，对进入违禁区域的人员进行自动跟踪监控。

10）监区AB门：

设计在监区AB门的人行通道上安装若干高清红外枪机和半球，人行通道的A门、B门外各安装一台高清红外枪机对进出人员进行监控；

在车行通道上安装高清红外枪机、高清地埋摄像机、高清车牌抓拍摄像机和高清全景摄像机对安检车辆进行全方位监控，并在车行通道A门、B门外各安装一台高清红外球机，再配合周界围墙上的高清智能分析枪机来实现车辆一旦驶入车行通道B门外指定区域，系统会自动立即告知内看守值班干警有车辆要驶出监区。

11）监狱上空：

设计在监狱上空通过无人机高空巡视，实现对监狱整体全貌的监控，弥补监狱干警人工巡查、固定监控设备视角受限的问题。

12）监狱外脱逃场景：

设计通过无人机的立体式追踪特性，实现对脱逃罪犯的即时追捕。

2.1.4传输系统

2.1.4.1传输要求

网络视频监控对传输的要求主要体现在：

信号质量（完整性）、码流带宽、传输距离、传输介质、设备供电、安装布线等几个方面。

要求特别注重监控系统的上行带宽，并留有余量，并兼顾摄像机在采集剧烈变动画面所产生的峰值码流；

对传输距离的考虑，要从系统覆盖范围内各种环境需求出发，通过不同的传输方案，提供稳定可靠的信号传输；

同时，网络性能指标应符合通信行业标准YD/T1171-2001中所规定的1级（交互式）或1级以上服务质量（QoS）等级标准。

例如：

网络时延上限值为400ms，时延抖动上限值为50ms，丢包率上限值为1/1000等。

视音频流在基于IP的网络上传输时应支持RTP/RTCP协议；

图像格式为960P及以上时，网络传输的视频帧率不低于25帧/秒。

2.1.4.2传输链路

视频监控前端设备的网络接入主要有三种方式，一种是通过非屏蔽双绞线传输，根据《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007的要求，前端设备到接入层交换机的非屏蔽双绞线传输线缆总长度不应超过100米；

一种是采用“光纤+光纤收发器”的模式传输，通常用于周界围墙等需要远距离传输的室外监控设备；

另一种是采用无线图传，通过对传输视频进行AES128位码流加密，并且采用COFDM（编码正交频分复用技术）传输技术，将视频传输至地面站，再通过非屏蔽双绞线或者4G接入局域网。

监所局域网主干布线采用单模光缆，并考虑链路冗余备份，具体设计及要求详见信息基础设施系统综合布线相关章节。

2.1.4.3网络带宽

对于网络带宽规划设计来说，主要应考虑前端设备接入监控中心、监控中心互联、用户终端接入监控中心，以及网络带宽的预留。

以1080P（200万像素）的摄像头为例，比特率约为4Mbps，即每路摄像头所需的网络带宽为4Mbps，24路摄像机所需的数据传输带宽为：

4Mbps（视频格式的比特率）×

24（摄像机的路数）=96Mbps（上行带宽）

即：

1台接入层交换机如果同时接入24个1080P视频格式的高清网络摄像机，所需的网络上行带宽至少为96Mbps；

如果同时接入48个1080P视频格式的高清网络摄像机，所需的网络上行带宽至少为192Mbps。

因此从接入层到汇聚层的上行网络带宽应根据接入层交换机接入摄像机的数量支持百兆或千兆，从汇聚层到核心层的上行网络带宽应相应支持千兆或万兆。

具体设计及要求详见信息基础设施系统计算机网络相关章节。

2.1.5存储系统

2.1.5.1需求分析

监所对数据的存储主要包括三块：

一是7*24小时不间断地对前端视音频进行实时存储，二是报警视频的存储，三是业务数据的存储（如警情信息、图片、视频片段等）。

并需具备如下功能：

1）对于7*24小时不间断的视音频存储采用分散或集中存储模式，对于报警视频存储采用集中存储模式，系统资源统一管理，对于业务数据存储采用服务器本地存储（所占空间较小，服务器自带存储即可满足，无需额外考虑）；

2）对于7*24小时不间断的视音频存储应保存30天，对于报警视频存储应长久保存，具备采取防篡改或完整性检查措施；

3）对于7*24小时不间断的视音频存储，因采用循环覆盖存储模式，应采用技术手段尽量减少文件碎片，以提高硬盘寿命；

4）对于7*24小时不间断的视音频存储，因同时使用的存储设备较多，为避免单机故障，应采用N+1备机冗余机制，保障工作机故障时，备机能即时接管录像服务；

5）对于7*24小时不间断的视音频存储，在断网期间，前端在内置存储介质上录像，待网络恢复时，录像上传到后端存储设备。

2.1.5.2存储方案

A.方案一：

NVR+CVR模式:

根据上述存储需求，在分控值班室选用NVR存储模式对实时视音频数据进行分布式存储。

前端视音频经数字化处理后以IP码流形式写入到嵌入式NVR设备，由NVR进行集中录像存储、管理和转发，NVR不受物理位置制约，可以在网络任意位置部署。

同时，考虑到视频图像存储数据的重要性，存储系统采用N+1备份机制，以进一步保障存储数据的完整性和存储系统的持续运行。

采用NVR存储的优势：

Ø

采用磁盘预分配技术，保证在硬盘循环记录过程中，杜绝文件碎片的产生。

可以很好的解决监控数据长期覆盖读写的特点，文件频繁建立和删除带来的文件碎片问题；

采用独有的文件保护技术，支持目录区冻结保护，可彻底解决由于断电引起的文件系统不稳定甚至文件系统损坏而导致的监控服务停止、数据只读或丢失等故障问题；

针对监控存储大码流并发写为主的特点，海康威视嵌入式NVR基于特有的文件系统，将多路并发随机访问变为顺序访问，优化写策略，同时减少由硬盘磁头工作时频繁长距离寻道带来的性能下降和寿命下降的问题；

支持非工作硬盘休眠技术，一方面延长硬盘寿命，另一方面也可降低整机功耗；

支持硬盘smart预警技术，在硬盘彻底损坏之前提前预警，同时录像切换到下一块硬盘录像。

保证了监控数据不会因为硬盘的损坏带来的数据丢失，大大提高了数据的安全性；

支持硬盘分组管理、通道配额设置，冗余录像、重要录像文件保护等机制，在提高数据安全性的同时，可针对实际应用提供更加灵活的配置和管理机制；

支持将录像段锁定,在循环覆盖录像卷时,不会覆盖此段被锁定的录像.但是当清空录像卷时,仍然会清空此条录像.提供两种方式来锁定录像.一种是制定录像锁定策略,录像的同时实现加锁.另一种是手动执行锁定录像段,给现有的录像段完成加锁；

嵌入式NVR之间各自独立，并支持N+1整机热备模式；

采用双千兆网卡、支持网络容错、负载均衡以及双网络IP设定等应用；

海康威视嵌入式NVR支持对国际和国内的众多第三方厂商接入，并能通过ONVIF/PSIA等协议实现无缝接入，而不需要做额外的开发。

在监控指挥中心机房我们选用CVR（流直存）对报警视音频数据进行长期备份存储。

前端报警视频流经NVR直接写入CVR存储系统进行备份存储；

考虑到视频图像存储数据的重要性，存储系统采用N+1备份机制，磁盘阵列采用RAID5+HotSpare冗余机制，以进一步保障存储数据的完整性和存储系统的持续运行。

系统组网架构如下图所示：

图17NVR+CVR架构示意图

B.方案二：

CVR集中存储模式

前端7*24小时实时视音频以及报警视频均采用CVR进行集中存储，系统组网架构如下图所示：

图18CVR集中存储架构示意图

采用CVR流直储的优势：

省去存储服务器成本：

支持视频流经IPC/DVS/DVR/NVR直接写入存储设备，省去存储服务器成本，避免服务器形成单点故障和性能瓶颈，独特的文件结构确保监控服务的高稳定和高性能，存储设备采用CVR模式的性能比IPSAN模式下提高约一倍；

支持视频流直接录像、回放、检索：

CVR通过视频流协议和策略负责从前端编码设备直接取流，支持客户端、平台直接接入，可实现对监控数据的直接下载、检索、浏览和回放等。

可获得极高的录像导入、导出速度，提供更流畅的录像回放质量，且不占用IPC/DVS/DVR/NVR资源；

独有的文件保护技术：

CVR存储设备采用独特的VSPP—视频流预保护技术，彻底解决由于断电断网引起的文件系统不稳定甚至文件系统损坏而导致的监控服务停止、数据只读或丢失等故障问题；

磁盘碎片免疫：

CVR存储采用磁盘预分配与延迟分配技术相结合，首先查找空闲空间区域并用于存储新数据的过程，最大程度地提高系统性能和避免磁盘碎片。

同时，结合高效的碎片整理程序，在系统空闲时对磁盘碎片进行整理，改善系统的性能；

快速检索，精确定位、回放：

对于存储在CVR系统中的所有录像资源，都可以随时随地灵活、快速检索和回放；

可以同时进行16路录像回放，回放过程中支持停止、暂停、恢复、快放、慢放、拖拉定位等控制功能。

基于时间检索机制，实现视频点的准确定位；

录像锁定：

将录像段锁，在循环覆盖录像卷时，不会覆盖此段被锁定的录像。

但是当清空录像卷时，仍然会清空此条录像。

提供两种方式来锁定录像，一种是制定录像锁定策略，录像的同时实现加锁；

另一种是手动执行锁定录像段,给现有的录像段完成加锁；

高可靠性：

存储设备间各自独立，任何单磁盘阵列的故障不会影响其他盘阵的正常使用，支持多种RAID技术和热备盘技术，支持N+1整机热备模式，支持智能补录+数据双备份；

部署简单，易扩展，支持分布式存储与集中式管理的机制；

提供配置、检索与回放的二次开发接口及控件，充分利用灵活对接的特点，兼容主流编码器及平台产品。

C.方案三：

云存储集中存储模式

前端7*24小时实时视音频以及报警视频均采用云存储进行集中存储，云存储系统一方面采用了基于云架构的分布式集群设计和虚拟化设计，在系统内部实现了多设备协同工作、性能和资源的虚拟整合，最大限度利用了硬件资源和存储空间。

另一方面，通过将云存储的存储功能、管理功能进行打包，通过开放透明的应用接口和简单易用的管理界面，与上层应用平台整合后，为整个监所安防监控系统提供了高效、可靠的数据存储服务。

图19云存储集中存储架构示意图

采用海康威视云存储的优势：

存储资源的虚拟化：

对存储空间的管理方面，将全域各存储节点的资源进行虚拟化后，向用户呈现出一个持续的、超大的数据资源池，将其称之为存储资源池。

存储资源池的整合过程完全透明，由系统算法自行完成，将用户从繁琐的空间管理和配置中解脱出来，提高了管理效率。

存储资源的在线扩展：

当存储资源无法满足用户的容量需求，需要进行存储资源的扩展时，海康威视云存储系统能为用户提供十分便易的操作。

用户只需要在集群内添加新增存储设备的IP地址，系统会自动辨别新增设备，对新增设备进行虚拟化整合，这样新增设备的容量就能融入集群，并作为集群内全部存储资源的一部分为用户所用；

同时，在整个存储资源的扩展过程中，云存储系统的录像业务正常运行，保障用户不会因为系统的扩容而中断正在进行的正常业务，从而实现存储资源的在线扩展。

虚拟空间的灵活使用：

用户对存储资源池的使用完全可以做到随心所欲，可以按照数据存储的需要和长周期存储的视频数据容量大小将存储资源池的存储资源进行分配，分配后的存储资源称为录像池。

录像池的划分采用灵活策略方式，对于已经分配好的并在线运行的录像池策略依然能够进行调整。

调整方式非常灵活，不但能够做到将录像池进行扩大，同时也能非常灵活的支持将录像池进行缩小，而这点在传统存储中则非常困难。

集群化管理节点设计：

在管理层面通过部署集群化视频存储管理节点向用户提供系统级的存储性能和可靠性。

通过视频存储管理集群将管理压力、业务压力、调度压力、检索压力等同时分担在不同的视频云存储管理节点上，不但能够使系统整体性能提升，还可以使得单台节点的压力下降。

通过这种方式单台视频存储管理节点的系统消耗更小，也就使得使用寿命更长，可能出现故障的概率降低。

即使视频存储管理集群中部分（一台或多台）节点出现故障，也不会影响到视频云存储系统的服务，因为在视频存储管理集群中的其他节点会主动接过故障节点的工作，继续为存储系统提供管理服务。

持续并发业务存取：

在数据存储层面由于视频存储节点采用的是集群化部署，所有的存储资源是采用虚拟化的方式由系统统一进行管理的。

在数据存储时采用离散存储算法，可以为用户提供系统级分散存储服务。

支持将同一IPC提供的数据流按照分片的方式分布式存储在不同视频存储节点上。

这样即使单台或多台存储节点出现故障该IPC的录像数据仍然可用。

在存储节点内运行管理和业务软件也可用对数据进行合理分配，同时高效的Raid技术在设备层面也能保证数据的高安全和可靠性。

高可靠的录像功能：

在存储节点上内置视频云接入软件，所提供的录像服务和流媒体服务也是由视频云存储管理节点统一进行调度的，每套视频云接入软件负责一部分前端的录像工作。

当这台节点宕机时视频存储管理集群会根据当前资源情况按照负载均衡策略将这部分录像任务重新进行分配，保证业务的不中断。

一体化索引设计：

视频数据长周期存储系统的索引管理遵循着高效、简洁、一体化的设计思路。

所有与用户业务相关的索引信息统一由云存储系统的视频存储管理节点或者集群进行管理。

视频存储管理集群在对索引的一体化设计上将海量数据索引查找、筛选进行了全面的优化，大大的提高了查找速度。

在规模不断扩大时性能几乎相同，均能做到毫秒级耗时。

深化的应用设计：

本着视频云存储系统的特有性，在视频、图片的某些专有信息上也进行了独特的设计。

可以支持快速的对I帧定位并直接读取I帧信息，避免了传统存储在I帧数据获取时反复读取视频数据再分析呈现的过程。

该项设计使得存储索引设计与用户应用更紧密地进行了融合，能够为用户提供更为高效的海量数据的快速检索能力。

高扩展性应用设计：

视频录像的应用方面海康威视云存储系统也进行了充分的考虑。

如支持对I帧的快速定位、对录像标注、修改、对存储周期采用时间和存储容量双轴线覆盖策略等。

使得用户在应用过程中不再需要平台分析服务器采用反复读取完整录像后再进行分析而得出结论的方式。

这样大大优化了应用的服务质量，同时为有云计算需求的用户提供了优质的数据基础。

2.1.5.3容量计算

A.传统RAID5方案

监所高清视频监控系统中，监控录像数据的容量需求较大，本系统规划总计建设X个监控接入点，要求采用960P（1280*960）以上的图像分辨率格式进行存储，2048Kbit/s实时码率（注：

音频码流相对很小，此处忽略不计），7*24小时实时保存30天，并对存储设备考虑N+1冗余。

存储容量=X*30*24*3600*2/8/1024/1024/0.9（格式化损耗）

监所内的报警视音频数据和业务数据存储是根据监所内实际的发生案件情况进行估算的，因而无法得到一个确定的数值，容量计算如下：

单路存储容量计算公式：

A=码流（Mbps）*3600秒*24小时*天数/8/1024/1024≈XTB

根据监控系统的报警视频图像质量要求，采用全帧率码流设计为4Mbps，存储时间为30天，单路存储容量需求：

每天按24小时计算

4Mbps*3600秒*24小时/8/1024/1024*30天数≈1.3TB